電影《The Red Violin》用以鑒定小提琴音質的方法及儀器？

01-29

在1998年電影《the red violin（紅色小提琴）》中，那把紅提琴被莫里茲帶去伊萬實驗室檢測，過程中用到了這樣的儀器，我想知道這是用怎樣的原理、這儀器叫什麼名字、現在樂器（尤其提琴）科學檢測及鑒定的技術方法是怎樣的？
如果是激發共振並分析提琴的振動所產生的波形的話，用到了哪些領域的知識？我想了解這個技術的話要看哪些書或者查找哪些關鍵詞？
[紅色小提琴.].The.Red.Violin.1998.BluRay.1080p.DTS.x264-CHD_2013428165132視頻
萬分感謝。

謝邀。

@永盛的答案已經非常好的分析了圖裡用的儀器。我就在永盛的答案基礎上補充幾點。劍橋振動研究組裡有個很牛的教授，Jim Woodhouse, 他就是研究小提琴震動的。我敢說他絕對是這個領域裡全世界數一數二的。你有興趣可以查一下他。我認為科學上對小提琴的分析應該主要就是振動學了。聲音原本就是振動嘛。

在振動學裡，分析振動需一個驅動物件的方式和測量反應振動的方式。

從圖裡看來，下面有個揚聲器，應該就是用聲能作為小提琴的驅動。上面的麥克風其實我有點不大理解。因為記錄聲音就把揚聲器的驅動聲音也記錄了，就算信號處理區分驅動信號和反應信號，這還是很難準確分別小提琴的反應振動。放在小提琴上的三個小東西應該就是加速度計。和現在手機里的加速度計差不多，用來測量運動。放在3個點上或許就是為了測量不同模式的振動。共振有很多種和很多模式。高次模式時，會在不同地方有不同的節點和反節點。

其實圖裡的測量方式不是最好的。因為只有3個加速度計，所以只能測量到3點的振動振幅和頻率。更好的一個測量儀器是用：laser Doppler vibrometer 激光多普勒測振儀。這個儀器可以用激光掃描整個小提琴（用電腦軟體定義掃描點，可以非常多，密密麻麻的概括整個小提琴），測量每個點的振幅和頻率。這樣可以精確的觀看到不同驅動下，下提琴的振動模式反應，也就是片段里提到的eigen-modes。現在的振動科研應該都是需要用到這個儀器的，看下圖（激光多普勒測振儀和用此儀器測量出來的小提琴的模態）。

（這也是我個人最喜歡用的儀器，納米技術里有用到微激光測振儀，原理一樣，多了個激光用的顯微鏡。手機用的微型加速計就是用這微激光測振儀實驗和表徵的）。

第一次被邀，巧激動呀。雖然不懂樂器聲學，但還是來答一下吧。

首先來看看那套測量系統。目測，如圖，應該分兩大系統：聲音拾放（拾音放音）、振動測量。

中間那一根棍子是麥克風，用於拾音，在小提琴上貼了3個東西，應該是加速度感測器，用於記錄琴的振動情況。

桌子上的三個盒子，從上到下依次是：音效卡、振動記錄器（這個不太確定）、PC主機。從影片中可以看到眼鏡哥（沒看過這電影，所以請原諒我這麼稱呼他）不斷扭動旋鈕，揚聲器就發出不同的聲音，所以這音效卡是自帶聲源的，而這些聲音稱它為純音或簡諧信號，聲音波形(440Hz，中央C)如下圖：

而運行在PC上的軟體，可以是：smarrtLive 或者Speclab LAB，都帶有RTA(實時頻譜分析功能)。

振動方面的知識我不懂，建議題主邀請相關專業的高手來回答。

相關資源：

MIT一位教授：Walter Lewin，是樂器聲學方面的專家

麻省理工學院公開課：振動與波（精彩在37:00處）

書籍：

《共鳴板用材的振動特性與鋼琴的聲學品質》《音樂中的科學》

勝在是中文，若題主英文好，建議還是找外國文學來閱讀。

也可以到一些吉他工廠、小提琴工廠參觀，向他們的工程師學習，估計入門得更快。

另外，雖然不知道題主學這個幹啥用，但搭建這套系統肯定是不便宜的。

希望有幫助。

2013.12.17

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相關關鍵字：樂器檢測工程師、樂器工藝、樂器產品檢測、樂器聲音品質評價、樂器聲學、音樂聲學

相關院校：

中央音樂學院音樂科技系有音樂聲學的方向。詳見：中國音樂學院--音樂科技系--樂器學實驗室
瀋陽音樂學院研究生階段有設樂器工藝系詳見：瀋陽音樂學院研究生部網站--《2014年擬招生計劃及考試科目》

專家補充：

韓寶強博士，中國音樂學院音樂科技系主任。詳見：韓寶強_百度百科

2013.12.19更新

明顯永盛回答更實際些，

激光測振儀，這東西聽起來不錯，用起來太麻煩，要真作成姬明泰發的那個樣子不是一般的費時。

雖然貼感測器也有問題，就是克服自身重量對模態的影響，但是設備更便宜，保養各方面都簡單，並且校準（？）這東西應該夠用了。